病院での画像処理
高速度カメラが歩行分析に革命をもたらす
業界ライフサイエンスクライアントSimi Reality Motion Systems GmbH
シミ・リアリティ・モーション・システムズ社 は、動作および行動分析用の製品を開発、製造、販売しています。同社は1992年に設立され、以来、医療、スポーツ、産業、エンターテインメントにおける動きのデータ収集と解析に注力しています。
状況
複雑な歩行障害や荷重依存性疼痛に対する正確な作業計画、補助具の提供、理学療法的措置は、歩行分析を使用することで可能になります。歩行、赤外線ベースの3D測定には最大120分かかり、特に子供やパーキンソン病患者には多くのマーカーを貼る必要があるため、非常に時間がかかります。
課題
画像ベースのシステムは、手順とマーカーの数を減らす必要があります。カメラは頑丈で扱いやすく、少なくとも1920×1080ピクセルの解像度が必要です。トラックの長さは少なくとも15mを予定しているため、評価用PCを中央に設置する場合、評価用PCとカメラの間の距離は少なくとも7.5mが必要です。
ソリューション
人工的な3D再構成に加え、画像ベースの方法では、8台の高速カメラを使用して患者の歩行パターンをリアルタイムで表示します。赤外線を使用したシステムよりもはるかに少ない個々のマーカーを使用するだけでなく、画像ベース方式ではシルエットトラッキングを使用したマーカーレス歩行分析も可能です。これにより、マーカーを貼る必要がなくなり、歩行分析手順が全体的に速く、複雑にならずに済む。人間の目は1秒間に20枚程度が限界ですが、高速カメラはその何倍もの画像を撮影します。そのため、経験豊富な整形外科専門医は、臨床検査で十分な情報が得られない場合でも、歩行障害の原因や影響を特定することができます。HDカメラによって収集されるデータ量は膨大ですが、現在では安価で高速なストレージ・オプションによって、このデータを保存し、日常臨床で使用することが可能になっています。
どのように機能するのか？
ネットワーク・ベースのソリューションでは、ケーブルの長さに対して十分なバッファがありますが、ギガビット・イーサネットHDカメラを8台使用した場合、利用可能なネット帯域幅の約120MB/秒をすぐに超えてしまいます。
一つの解決策はデュアルGigEカメラBVS CA-GX2は、リンクアグリゲーションにより2本のギガビットイーサネット回線をバンドルしているため、ネット帯域幅として約340 MB/秒を提供できます。さらに、このカメラには256 MBの画像メモリが搭載されているため、適切な設定で帯域幅の不足を補うことができます。
利点
お客様のアプリケーションで最も重要な機能は何ですか？
- FGPA（フィールドプログラマブルゲートアレイ）
- 256 MBの画像メモリ
- リンクアグリゲーション
- スマート機能：帯域幅ブレーキ
製品
Balluff のポートフォリオを見ると、BVS CA-GX2-0024ZC がソリューションであることがわかります。BVS CA-GX2-0024ZC はソニーの Pregius IMX174 センサーを採用しています。解像度は1936×1216ピクセルで、フルHDに対応し、最大リフレッシュレートは105Hz、グローバルシャッターセンサーです。